【精品】课件---第一讲 公路选线自动化绪论.pptVIP

公路选线自动化发展概况 杨宏志 主要内容 公路选线自动化研究的主要内容 国内外发展概况与展望 主要参考资料 公路计算机辅助工程.朱照宏.人民交通出版社. 线路工程信息技术.易思蓉.中国铁道出版社 道路勘测设计软件开发与应用指南.朱照宏等.人民交通出版社 公路计算机辅助设计.符锌砂.人民交通出版社 铁路规划与机助设计.邓域才.中国铁道出版社. 工程决策中的综合优化.王柢 王大寿著.西南交通大学出版社. 铁路选线设计的现代理论和方法.詹振炎等著.中国铁道出版社. 本课程的主要内容 公路选线理论与方法 路线方案选择 平原区选线 山岭区选线 特殊地区选线 公路基础数据采集与管理 基础数据采集技术概述 数字高程模型原理与应用 GIS原理及其在公路选线中的应用 公路路线优化与设计技术 基于GIS和GA的公路自动选线 智能化公路几何设计技术 基于多目标的路线选线与设计 公路路线方案评价技术 基于多属性的公路路线方案评价 基于计算机仿真方法的公路路线方案评价 公路路线设计的程序 公路主要技术标准（指标）的确定 等级、设计速度、最小半径、最大纵坡、路基宽度等。 确定的依据问题。 公路路线方案设计与比选 路线方案设计问题（选线问题）-多目标决策问题 地形、地质、生态（环保）等因素的考虑，安全、环保、功能、经济、美观、舒适等目标的协调问题。 路线设计方案的比选问题-多属性决策问题 比选的依据（决策信息的获取问题） 比选的方法（决策手段与方法问题） 公路几何设计 公路几何设计中主要技术指标的灵活运用 设计目标的协调问题（安全设计、景观设计等） 公路选线特点 从决策的角度看，公路选线具有如下特点： （1）公路选线问题属多目标决策问题，即问题中的方案没有事先给定，决策者要考虑如何在有限资源的限制条件下，找到一个最佳方案，具有目标间的不可公度性和目标间的矛盾性的特点。 （2）公路设计目标和设计指标存在着模糊性。 （3）公路选线知识的不确定性。 公路选线自动化研究的主要内容 主要技术标准的综合优化技术 选取技术标准作为设计变量，建立设计变量与工程经济之间的定量关系数学模型，应用数值优化方法进行求解，获得技术标准的最优组合。 目标函数的计算模型（静态模型、动态模型） 主要技术标准与工程经济数学模型 优化方法 公路选线自动化研究的主要内容 路线多目标与多属性决策技术 路线方案的自动产生与优化技术（多目标决策） 目标函数问题（经济、环保、安全、地质等） 优化算法（动态规划法、梯度投影法、遗传算法） 路线平面方案的自动产生及优化 路线纵断面方案的自动产生及优化 路线多目标方案比选（多属性决策） 决策指标的确定 决策方法的选择 公路选线自动化研究的主要内容 计算机辅助公路几何设计技术 公路几何设计过程模型（设计支持与帮助） 线形组合、设计参数的自动推荐 设计参数与设计目标关系模型 公路几何设计计算与绘图模型 公路三维视景仿真模型 国内外发展概况与展望 主要技术标准的综合优化 前苏联A.B.高林诺夫教授采用试验定线法确定坡度标准，建立坡度与经济指标的函数关系，寻找对应最佳经济指标的限制坡度值。 西南交通大学王柢教授于1984年在“工程设计思想与铁路标准的综合优化中”首次提出铁路技术标准综合优化的思想。 其后，西南交通大学马炜、王齐荣等人对其进行了完善和发展，详见《线路工程》。 公路部门对主要技术标准的确定以标准、规范为准绳，结合经验确定，没有定量的模型和方法。 国内外发展概况与展望 路线方案的自动生成 纵断面优化技术（以经济为目标） 西南交通大学邓域才、长沙铁道学院詹振炎等提出的梯度投影法以得到较为广泛的应用 公路部门主要有动态规划法、遗传算法，处于停滞状态。 平面优化技术 平面优化涉及到的因素较多，因此技术并不成熟。 铁路部门提出的梯度投影法 朱照宏提出的动态规划法 马里兰大学提出的遗传算法 国内外发展概况与展望 路线方案决策技术 专家评议 建立评价体系或决策体系进行评价 目前研究的路线方案决策是基于效用最大化的排序型决策结构，企图实现系统最优的决策 决策目标与决策指标关系并不清晰，如安全性与几何要素的关系 利用计算机提供决策信息辅助设计者决策 存在的主要问题 （1）从设计模型来看，传统CAD系统是以几何模型为主的，以参数化技术为核心，几何尺寸的约束关系是CAD模型的驱动力，所处理的问题是用精确的数学模型描述的，具有确定解答的问题，即所谓结构化问题。模型将设计中的计算和绘图过程集成和自动化，以完成准确快速计算和方便的几何交互设计为设计目的，设计知识的获取和设计决策等工作则只能由设计者依靠经验完成。 （2）从设计目标来看，在路线优化设计中，多数研究成果以工程造价或土石方工程量作为目标函数，由于工程经济已不是确定路线方案的决定性因素，造成这些研究成果难以得